Instrukcja laboratorium z ochrony środowiska

Temat ćwiczenia: Badanie właściwości gleb

Cel ćwiczenia

Ćwiczenie ma za zadanie:

- określenie wpływu działalności człowieka na glebę na podstawie zbadania pH oraz przewodności gleby pochodzącej z różnych miejsc (tereny rolnicze, ogród, tereny przemysłowe, las iglasty, las liściasty);

- określenie rodzaju gruntu za pomocą trójkąta Fereta.

Wprowadzenie teoretyczne

Gleba to biologicznie czynna powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej, powstała ze skały macierzystej w procesie glebotwórczym, żyzna (dzięki zawartości próchnicy oraz mineralnych składników pokarmowych przyswajanych dla roślin). Istnienie określonej gleby w pewnym określonym miejscu zależne jest przede wszystkim od właściwości skały macierzystej, charakteru klimatu i rzeźby terenu oraz od wpływów świata środowiska roślinnego i zwierzęcego, duży wpływ ma również działalność człowieka. Powstawanie gleby poprzedza wietrzenie skały. Polega ono na rozluźnianiu, kruszeniu i rozdrabnianiu składników skalnych.

pH gleby zależy od rodzaju skały macierzystej, chemicznej natury deszczu, sposobu użytkowania gruntu, aktywności organizmów żyjących w glebie (roślin, zwierząt, grzybów) np. igły sosnowe mają odczyn kwaśny i obniżają pH gleby.

Skład granulometryczny - grupy mechaniczne

Skład granulometryczny w głównej mierze decyduje o właściwościach fizycznych, chemicznych oraz fizykochemicznych gleby, np. pojemność wodna, powietrzna, porowatość, zwięzłość, plastyczność, sorpcja. Od składu granulometrycznego gleby zależy sposób uprawy mechanicznej, dobór uprawianych roślin, sposób prowadzenia zabiegów melioracyjnych.

Podział gleb ze względu na pH

- gleby silnie kwaśne o pH <5

- gleby kwaśne o pH 5 - 6

- gleby słabo kwaśne o pH 6,1 - 6,7

- gleby obojętne o pH 6,8 - 7,4

- gleby zasadowe o pH >7,4

Warunki bezpieczeństwa

Wszystkie czynności należy przeprowadzać ostrożnie z uwagi na możliwą obecność w gruntach przedmiotów ostrych (np. szkło).

Wyposażenie stanowiska

1. fartuch ochronny, rękawice ochronne

2. próbki gruntów o masie ok. 1kg każda

3. wytrząsarka laboratoryjna z zestawem sit, pędzelek.

4. sprzęt laboratoryjny: zlewki, kolby, cylindry, lejki, statywy, sączki, łopatki, moździerze; szkiełka zegarkowe.

5. waga techniczna o dokładności ważenia 1g

6. pH-metr, papierki lakmusowe, konduktometr.

7. woda destylowana

Przebieg ćwiczenia

1. Przygotowanie próbek glebowych do analiz laboratoryjnych - pobrane próbki gleb rozsypać na tekturowych tacach lub papierze i pozostawić do wyschnięcia w warunkach powietrzno-suchych przez ok. 2-3 dni. Od czasu do czasu należy przemieszać glebę, rozdrabniając równocześnie rękami większe grudki.

2. Z wysuszonego materiału odważyć próbkę o masie 500 g, umieścić w moździerzu porcelanowym i ostrożnie rozetrzeć. Rozcieranie prowadzimy w ten sposób, aby rozkruszyć agregaty, ale nie rozetrzeć i nie rozbić twardych cząstek.

3. Oznaczenie składu granulometrycznego gruntu - Zasada metody polega na przesianiu gleby przez zestaw sit o średnicy oczek wyznaczających wielkość żądanych frakcji (np. 20; 10; 5; 2,5; 1; 0,5; 0,25; 0,1; 0,05; 0,02 mm, i mniejsze). Z wysuszonej i roztartej próbki odważyć naważkę 300 g na wadze analitycznej. Próbkę przesiewać przez 15 min na zestawie sit. Następnie zważyć każdą frakcję pozostałą na poszczególnych sitach i obliczyć jej udział % w całej próbce. Wyniki przedstawić w formie graficznej w postaci krzywej uziarnienia.

Zawartość poszczególnych frakcji Ui oblicza się w procentach w stosunku do próbki wysuszonej, według wzoru:

gdzie:

Ui - procentowa zawartość danej frakcji, %

mi - masa danej frakcji pozostałej na sicie, g

mc - masa całej próbki (szkieletu gruntowego), g

Uzyskane wyniki należy umieścić w tabelce oraz nanieść na wykres uziarnienia.

Tabela 1. Zestawienie wyników analizy sitowej

Wymiar oczek sita [mm]	Masa frakcji [g]	Zawartość frakcji [%]	Odsetek frakcji skumulowany [%]
Suma

Rysunek 1. Wzór wykresu uziarnienia gruntu

4. Oznaczenie pH gleby oraz przewodności - przygotowanie zawiesiny gleby polega na dodaniu wody destylowanej w ilości pięciokrotnej objętości gleby. Z frakcji poniżej 2 mm pobrać za pomocą łyżki próbkę o objętości co najmniej 100 ml i umieścić ją w kolbie. Do kolby dodać pięciokrotną objętość wody destylowanej. Wstrząsać lub intensywnie mieszać zawiesinę przez 5 minut, a następnie odczekać co najmniej 2 godziny, ale nie dłużej niż 24godziny*. Zawiesinę przesączyć przez bibułę, odczyn pH wyciągu wodnego zmierzyć za pomocą pH-metru zgodnie z instrukcją obsługi i/lub za pomocą papierka lakmusowego raz zmierzyć przewodność eluatu wodnego za pomocą konduktometru.

*) czasy dostosować w zależności od możliwości

Opracowanie wyników pomiarów

1. Zakwalifikować grunt do odpowiedniej grupy w zależności od pH gruntu

2. Wykreślić krzywą składu granulometrycznego gruntu

3. Z wykorzystaniem trójkąta Fereta określić rodzaj badanego gruntu.

Omówienie wyników pomiarów.

Dyskusja.

Wnioski.

Literatura:

1. Bednarek R., Dziadowiec H., Pokojska U., Prusinkiewicz Z.: Badania ekologiczno-gleboznawcze. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

2. PN-ISO 11265:1997 - Jakość gleby -- Oznaczanie przewodności elektrycznej właściwej

3. PN-ISO 10390:1997 - Jakość gleby -- Oznaczanie pH

4. PN-EN ISO 14688-1:2006 - Badania geotechniczne -- Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów -- Część 1: Oznaczanie i opis

5. PN-EN ISO 14688-2:2006 - Badania geotechniczne -- Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów -- Część 2: Zasady klasyfikowania.

Rys. 2 Trójkąt Fereta

Wzór sprawozdania z ćwiczenia

Nazwisko i imię, wydział, rok akademicki, data wykonania ćwiczenia

Temat ćwiczenia

Spis użytych urządzeń, aparatury, mierników

Cel ćwiczenia

Krótkie wprowadzenie teoretyczne

Nazwa czynności (pomiarów)

Tabele z wynikami, wykresy.

Dyskusja wyników pomiarów

Wnioski, uwagi

Uwaga

Sprawozdanie z laboratorium należy oddać na następnych zajęciach. W przeciwnym przypadku student nie zostanie przyjęty na ćwiczenia.

---